專利名稱：可自然通風(fēng)及調(diào)節(jié)天然采光的降噪窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
建筑，建筑技術(shù)，綠色建筑技術(shù)，建筑物理，聲學(xué)與噪聲控制，采光，通風(fēng)。
背景技術(shù)：
設(shè)計(jì)綠色的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)常與聲學(xué)問題相關(guān)。例如，雙層或多層玻璃的窗戶對于 節(jié)能和降噪均有利。從另一角度來說，鼓勵采用自然通風(fēng)是綠色建筑的重要課題之一，但敞 開窗戶常會引起噪聲問題。因此，研發(fā)既能保證自然通風(fēng)和有效利用自然采光，又能達(dá)到降 低噪聲要求的窗戶系統(tǒng)可以提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總體可持續(xù)性。本發(fā)明的主要目的是通過 聲學(xué)、采光和通風(fēng)技術(shù)，發(fā)展一種新型的窗戶系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種適宜自然通風(fēng)、采光并且降低噪聲的新型窗戶系統(tǒng)。通過數(shù)字交錯 式(即經(jīng)過數(shù)字計(jì)算得出的各種最佳交錯組合方式)的玻璃層形成通風(fēng)槽道，并在通風(fēng)槽 道內(nèi)加入微穿孔吸聲體來降低噪聲。此系統(tǒng)采用非纖維材料且表面光滑，有利于人體健康 和通風(fēng)。另外，該系統(tǒng)是透明的，因而對自然光的影響極小，并可將其安裝于現(xiàn)有建筑立面 而不影響其外觀。該系統(tǒng)考慮到居住者白天對氣流舒適的要求，而不僅是夜間最低量的空 氣交換。本發(fā)明亦包括主動噪聲控制和被動噪聲控制的混合式系統(tǒng)，其中主動式控制是在 窗戶內(nèi)安裝揚(yáng)聲器以產(chǎn)生與所控制噪聲大小相等相位相反的聲音以抵消噪聲，主要是針對 低頻噪聲進(jìn)行控制，而采用聲學(xué)材料的被動式噪聲控制則對中高頻噪聲更有效。二者結(jié)合 可達(dá)到全頻控制。 利用以上原理，采用多種窗戶形式、窗戶尺寸及材料尺寸，在英國劍橋大學(xué)及謝菲 爾德大學(xué)建筑學(xué)院聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室及建筑環(huán)境實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量的實(shí)尺測試以及基于有限元 法及計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬(申請人為劍橋大學(xué)博士、謝菲爾德大學(xué)建筑學(xué)院教授及聲 學(xué)研究中心負(fù)責(zé)人)。測試及模擬包括聲學(xué)、通風(fēng)及采光性能等各方面，結(jié)果表明此窗戶系 統(tǒng)可以在數(shù)個倍頻程內(nèi)達(dá)到非常好的降噪效果。在常用的窗戶尺寸下，可優(yōu)于一般單層窗 完全關(guān)上的效果，且在某些頻率可接近一般雙層窗完全關(guān)上的效果，與此同時(shí)，自然通風(fēng)良 好，滿足居住者白天對氣流舒適的要求，同時(shí)采光效果與同樣層數(shù)的透明玻璃窗相當(dāng)。


基本的設(shè)計(jì)形式有以下方式及系列(見圖l-5所示的剖面)，根據(jù)聲學(xué)、采光、通風(fēng) 等要求，各方式及系列可單獨(dú)或混合使用 (1)用數(shù)字交錯式的玻璃(其中每層玻璃可為單層、雙層或多層，由隔聲及熱工要 求而定)形成直線或曲線形式的通風(fēng)槽道，并利用此槽道產(chǎn)生的共振效果降低室外到室內(nèi) (或室內(nèi)到室外)的噪聲(見圖l)。通風(fēng)槽道寬度TWW可根據(jù)通風(fēng)效果的要求調(diào)節(jié)，可僅 保證夜間最低換氣量，亦可寬至墻厚或者更大。本窗戶系統(tǒng)的高度和寬度亦可根據(jù)實(shí)際窗 戶開口尺寸變化。通風(fēng)開口可為室內(nèi)一側(cè)高，室外一側(cè)低；亦可為室外一側(cè)高，室內(nèi)一側(cè)低。通風(fēng)口尺寸RS0及SSO可在很大范圍內(nèi)變化，可寬至500毫米或者更大。 (2)在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道中，使用單層或多層透明、半透明、或不
透明的微穿孔板或微穿孔膜來降低噪聲、調(diào)節(jié)采光及通風(fēng)。微穿孔板或微穿孔膜可采用多
種排列布置方式，包括使用變截面的后空腔。圖2為典型的布置示意。 (3)在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道中加透明、半透明或不透明的微穿孔板、
微穿孔膜或其它聲學(xué)材料制成的消聲百葉，來降低噪聲、調(diào)節(jié)采光及通風(fēng)。消聲百葉可采用
多種排列布置方式，并可靈活調(diào)節(jié)以改變降噪、采光及通風(fēng)效果。圖3為典型的布置示意。 (4)在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道的室內(nèi)或室外一側(cè)加消聲罩或消聲彎道
以降低噪聲及調(diào)節(jié)通風(fēng)。消聲罩或消聲彎道可采用多種布置方式，其中可使用微穿孔板、微
穿孔膜或其他聲學(xué)材料，或不使用任何聲學(xué)材料。圖4為典型的布置示意。 (5)在以上的通風(fēng)槽道內(nèi)部或外部，建筑物室內(nèi)一側(cè)或室外一側(cè)，引入次級聲源
(即利用主動噪聲控制原理)以降低噪聲-包括經(jīng)過通風(fēng)槽道的噪聲以及通過玻璃振動而
直接傳播的噪聲。用于主動控制的次級聲源及傳聲器可在窗戶內(nèi)或周圍的任何位置。圖5
為典型的布置示意。
具體實(shí)施例方式
本窗戶系統(tǒng)可用于新建建筑，亦可用于改建建筑，即在保持原有窗戶的基礎(chǔ)上加
額外的玻璃層，形成通風(fēng)通道，因?yàn)楦郊拥拇皯粝到y(tǒng)可以是透明的，因此不改變原有窗戶的 形式，尤其適用于舊建筑改造及保護(hù)。以上窗戶系統(tǒng)可利用多種材料制成，包括木材、鋼材、 鋁材、及塑鋼等，且可用于各類建筑，包括居住建筑、辦公建筑、及工業(yè)建筑等。
權(quán)利要求
用數(shù)字交錯式的玻璃形成直線或曲線形式的通風(fēng)槽道，并利用此槽道產(chǎn)生的共振效果降低室外到室內(nèi)(或室內(nèi)到室外)的噪聲。
2. 在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道中，使用單層或多層透明、半透明、或不透明的 微穿孔板或微穿孔膜來降低噪聲、調(diào)節(jié)采光及通風(fēng)。微穿孔板或微穿孔膜可采用多種排列 布置方式，包括使用變截面的后空腔。
3. 在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道中加透明、半透明或不透明的微穿孔板、微穿 孔膜或其它聲學(xué)材料制成的消聲百葉，來降低噪聲、調(diào)節(jié)采光及通風(fēng)。消聲百葉可采用多種 排列布置方式，并可靈活調(diào)節(jié)以改變降噪、采光及通風(fēng)效果。
4. 在數(shù)字交錯式的玻璃形成的通風(fēng)槽道的室內(nèi)或室外一側(cè)加消聲罩或消聲彎道以降 低噪聲及調(diào)節(jié)通風(fēng)。消聲罩或消聲彎道可采用多種布置方式，其中可使用微穿孔板、微穿孔 膜或其他聲學(xué)材料，或不使用任何聲學(xué)材料。
5. 在以上的通風(fēng)槽道內(nèi)部或外部，建筑物室內(nèi)一側(cè)或室外一側(cè)，引入次級聲源(即利 用主動噪聲控制原理)以降低噪聲-包括經(jīng)過通風(fēng)槽道的噪聲以及通過玻璃振動而直接傳 播的噪聲。用于主動控制的次級聲源及傳聲器可在窗戶內(nèi)或周圍的任何位置。
6. 形成以上所述通風(fēng)槽道的兩側(cè)玻璃可為單層、雙層或多層，由隔聲及熱工要求而定。
7. 以上所述的通風(fēng)開口可為室內(nèi)一側(cè)高，室外一側(cè)低；亦可為室外一側(cè)高，室內(nèi)一側(cè)低。
8. 以上窗戶系統(tǒng)可利用多種材料制成，包括木材、鋼材、鋁材、及塑鋼等。
全文摘要
本發(fā)明是一種可自然通風(fēng)、采光且降低噪聲的新型窗戶系統(tǒng)(NWS)。其技術(shù)領(lǐng)域包括建筑、建筑技術(shù)、建筑物理、聲學(xué)與噪聲控制、采光、通風(fēng)等。本系統(tǒng)通過數(shù)字交錯式的玻璃形成通風(fēng)槽道，并在其中加入微穿孔吸聲體來降低噪聲。系統(tǒng)亦包括主被動混合式噪聲控制方式，及消聲百葉、消聲罩、消聲彎道等處理(見附圖)。該系統(tǒng)考慮到居住者白天對氣流舒適的要求，而不僅是夜間最低量的空氣交換。該系統(tǒng)是透明的，因而對自然光的影響極小，并可將其安裝于現(xiàn)有建筑立面而不影響其外觀。在英國劍橋大學(xué)及謝菲爾德大學(xué)進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)室測試及數(shù)值模擬表明此系統(tǒng)可以達(dá)到非常好的降噪、通風(fēng)及采光效果。本系統(tǒng)可用木材、鋼材、鋁材、及塑鋼等制作，適用于各類建筑。
文檔編號E06B7/02GK101793122SQ20091000856
公開日2010年8月4日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者康健 申請人:康健